La valutazione dell'efficacia dei sistemi a cappotto

Tratto dal sito www.infobuildenergia.it

L’efficacia e la durabilità dei sistemi a cappotto

Come valutare durabilità, degrado dei sistemi a cappotto e prestazioni di isolamento termico nel tempo. Casi studio

A cura di: Alessandro Panzeri*, ANIT

Il processo di progettazione e posa dei sistemi a cappotto è molto delicato per due aspetti: la durabilità del sistema e l’efficacia. Per durabilità si intende il fatto che nel tempo il sistema possa non essere oggetto di forme di degrado fisico-chimico e che quindi nel tempo mantenga la propria consistenza. L’aspetto legato all’efficacia è invece costituito dalla prestazione di isolamento termico a seguito della posa e nel tempo.

Il degrado (ovvero la durabilità del sistema) si può monitorare nel tempo poiché distacchi, sbollature, fessurazioni ecc… compariranno nel corso degli anni (e probabilmente nelle prime stagioni).

L’aspetto legato all’efficacia è invece difficilmente riscontrabile nel tempo poiché indirettamente legato ai consumi dell’edificio oggetto di intervento di isolamento a cappotto. Una volta realizzato infatti, sarà difficile capire dai consumi, frutto di tutti i contributi disperdenti dell’edificio e dell’inefficienza del sistema impiantisco se la parete lavora con un valore di trasmittanza di progetto o, a causa di errori, con uno peggiore.

Come si può fare in modo che la committenza di un intervento di isolamento termico in generale e più specificatamente per l’intervento di isolamento di sistemi a cappotto possa avere maggiori garanzie di durabilità ed efficacia del sistema di isolamento termico?

I casi di studio

Nel corso del 2015 sono state realizzate una serie di indagini strumentali in campo prima, durante e dopo la realizzazione di sistemi a cappotto su edifici nella provincia di Milano con lo scopo di portare gli interventi ad avere un riscontro in termini di efficacia e durabilità dell’intervento di isolamento termico.

Scopo del seguente articolo è di mostrare cosa si può fare per rendere più virtuoso l’intervento di isolamento termico a cappotto sotto il profilo della durabilità e dell’efficacia.

Opportunità e criticità che possono evidenziare la possibilità di inserire da parte dei vari soggetti coinvolti nella progettazione e realizzazione anche il momento delle indagini strumentali. L’esperienza maturata nella realizzazione delle indagini strumentali ha portato a verificare la virtuosità del processo proposto e realizzato:

-          il committente ha una parte terza (rispetto all’azienda che commercializza il sistema e rispetto all’impresa che installa il sistema) che con dei punti di controllo rende molto improbabile errori legati alla durabilità o efficacia del sistema

-          l’azienda che commercializza il sistema di isolamento termico vede valorizzato e richiesto il sistema di isolamento proposto con ETA

-          l’impresa che installa il sistema di isolamento termico vede valorizzata la sua formazione e le sue capacità rispetto alla corretta posa del sistema di isolamento termico

L’obiettivo di avviare forme di collaudo e di verifica strumentale dei sistemi a cappotto è di arrivare a collaudare un intervento efficace e durevole. Indagare un intervento che poi risulta essere non corretto, non efficace e non durevole non serve a nessuno.

Le leve per il controllo dell’efficacia e della durabilità:

Lo schema riassume le leve per  garantire alla committenza l’efficacia dell’isolamento termico (ovvero che il valore di trasmittanza termica di calcolo sia quello in campo) e la durabilità del sistema (ovvero che nel tempo mantenga l’efficacia iniziale).

Schema dei punti di controllo per l’efficacia e la durabilità dell’intervento di isolamento termico

L’articolo entra nel dettaglio di alcuni di questi passaggi.

Scelta del pannello e valore di λD

Ai fini dell’efficacia dell’intervento dell’isolamento termico è necessario impiegare materiali che seguano le regole della corretta commercializzazione dei materiali proposti per l’isolamento termico.

Il valore di conduttività termica dichiarata λD, caratterizzante i materiali con marcatura CE, o materiali testati e con valori dichiarati in accordo con le indicazioni della norma UNI EN ISO 10456, porta ad avere in cantiere pannelli con un valore in campo efficace. Nel percorso di “verifica strumentale” proposto, una delle attività realizzate è il prelevamento in cantiere di un numero rappresentativo di pannelli (in accordo con UNI EN ISO 10456) che vengono poi testati in regime stazionario in accordo con la norma ISO 9869. Il rango di questo test non è certamente eguale a quello di un laboratorio certificato e notificato, ma l’informazione che si ricava è utile ai fini del collaudo strumentale finale. Da queste misure infatti si ottengono risultati che evidenziano la bontà del materiale proposto. Successivamente, in relazione ad eventuali risultati negativi della misura di parete, si potrà escludere che la causa sia il materiale isolante.

Nel caso di prodotti con conduttività dichiarata λD, lamisura ha restituito, sulla base dell’esperienza maturata di centinaia di misure dal 2004, valori coerenti derivanti dalla natura delle modalità di misurazione e dichiarazione del valore di conduttività dichiarata.

Pannelli in cantiere e regime stazionario

I campioni di pannello vengono quindi raccolti in cantiere e si procede nel eseguire una misura di conduttanza termica in regime stazionario. La misura si realizza imponendo una differenza di temperatura su un campione di prodotto da 50x50 cm circa e misurandone la temperatura superficiale interna, esterna e di flusso. L’immagine termografica mostra uniformità di distribuzione di temperatura superficiale e quindi il contenimento degli effetti di bordo di trasmissione del calore bidimensionale.

Immagine termografica e che mostra l’omogeneità della distribuzione di temperatura e il controllo degli effetti di bordo

Il grafico mostra le temperature che si sviluppano e il valore di conduttività misurata in regime stazionario coerente con il valore dichiarato dall’etichetta di marcatura CE.

Misure istantanee di regime stazionario, temperatura superficiale interna, esterna e flusso e valore di conduttanza (tratteggiato)

Misura in regime stazionario della conduttività termica del prodotto isolante

Misura della tramittanza

Sono state eseguite delle misure di trasmittanza in opera prima dell’intervento sulle pareti oggetto di intervento. La parete è costituita da un doppio tavolato con un’intercapedine d’aria e il valore medio di più misure ha comportato una stima di trasmittanza termica pari a U = 1.13 W/m²K.

Risultati sui valori medi progressivi misura parete. Misura in opera della trasmittanza termica delle pareti prima dell’intervento (A e B) e dopo l’intervento C

Dopo l’intervento di isolamento termico con sistema a cappotto con resistenza termica del prodotto pari a RD = 3.90 il valore di progetto della trasmittanza è pari a 0.21 W/m²K. Il valore di trasmittanza termica misurata in opera è pari a 0.28 W/m²K. Con le tolleranze di errore proprie della misura (ante e post) si conferma la bontà dell’efficacia dell’isolamento termico della struttura.

Il fenomeno di bypass 

Si ritiene che la misura della trasmittanza in opera sia estremamente rilevante ai fini della verifica dell’efficacia dell’isolamento termico poiché il fenomeno di bypass termico che può essere presente in qualsiasi intervento di isolamento termico non ben eseguito può vanificane appunto l’efficacia.

Il sistema di incollaggio e le modalità di posa della guida di partenza e della parte di chiusura superiore influenzano infatti il comportamento del materiale isolante. L’aria esterna infatti non deve potersi infiltrare dietro il materiale isolante. Se ciò accade l’efficacia del materiale isolante può essere compromessa a seconda del grado di infiltrazione d’aria. L’indagine termografica potrebbe mostrare temperature superficiali esterne che sono frutto non della bontà dell’isolante ma dell’assenza di trasmissione di calore e quindi non vedono tale fenomeno. La misura di flusso termico evidenzia invece se la quantità di energia uscente è elevato o meno e quindi la misura della trasmittanza termica è il solo modo diretto per individuarle. Il bypass termico provoca l’inefficacia totale o parziale del materiale isolante.

Collaudo strumentale – indagini passive e attive sul sistema a cappotto

Ai fini della durabilità del sistema a cappotto è importante che il sistema sia stato posato in accordo con le regole della corretta posa. Tra i passaggi importanti per la corretta posa vi è l’assenza di giunti tra i pannelli o, nell’eventualità che si creino tali giunti, la correzione con materiale isolante degli stessi. Per quanto riguarda i tasselli, sono presenti anche indicazioni relative alla posizione in funzione del tipo di materiale proposto per l’intervento di isolamento. La corretta posa del sistema a cappotto è stato oggetto di verifica durante il cantiere delle varie fasi. A conclusione dell’intervento sono state realizzate, contestualmente alle indagini di trasmittanza in opera, anche indagini termografiche che possono mostrare rapidamente in fase di caricamento o scaricamento solare o in regime stazionario:

• presenza di errori di giunti o altre irregolarità
• presenza di tasselli
• corretta posizione dei tasselli
• corretta posizione dei pannelli e dello sfalsamento.

Seguono alcuni esempi di indagini termografiche passive e attive che evidenziano la lettura della modalità di posa dei tasselli, l’uniformità della distribuzione di temperatura superficiale.

Immagini termografiche di corretta posa del sistema a cappotto, omogeneità di distribuzione di temperatura e posizione coerente dei tasselli

Esempio di immagine termografica di non corretta posa del sistema a cappotto, errori concentrati dei giunti e di altre irregolarità termiche

Report conclusivo

Come si conclude il tipo di intervento proposto?

E’ possibile realizzare un report conclusivo che possa evidenziare la conformità o meno di quanto rilevato in campo con quanto progettato o con la regola dell’arte. L’eventuale non conformità può essere “non grave” e quindi presentarsi solo in alcuni punti o “grave” e quindi essere presente in modo sistematico.

Conclusioni:

L’attività di misura strumentale da applicarsi ad interventi di isolamento termico porta a un risultato virtuoso del ciclo di progettazione e realizzazione di tali interventi. Il committente avrà un intervento efficace e durabile nel tempo. Le aziende che commercializzano sistemi volontari certificati con ETA per il cappotto saranno valorizzate e così anche i posatori che si sono aggiornati e che sono formati nei confronti della corretta posa.

Dove può essere inserita l’attività di collaudo dei sistemi a cappotto?

• nei capitolati lavori
• nei requisiti richiesti per garantire l’assicurazione sui lavori eseguiti
• da parte di enti terzi che si occupano di certificare la bontà delle soluzioni proposte
• da parte del mondo professionale in aggiunta alla progettazione e direzione lavori
• durante la fase di diagnosi energetica iniziale con il collaudo degli interventi di retrofit

Negli ultimi anni sono variati rispetto al passato (prima del DLgs 192 del 2005) due aspetti centrali nel mondo dell’isolamento termico:

- l’introduzione del valore di conduttività termica dichiarata con la marcatura CE

- l’aumento dello spessore complessivo dei prodotti di isolamento termico impiegati in edilizia

Ciò ha comportato una modifica della prestazioni delle strutture opache importante: se ben progettate (ovvero con prodotti seri) e ben realizzate (ovvero senza errori di posa), le strutture opache hanno un comportamento in opera estremamente vicino al calcolo predittivo. La vicinanza, misurata in campo, tra il valore di progetto e il valore in opera, è un dato estremamente rassicurante per il mondo che ruota attorno all’efficientamento energetico. Come progettista, come committente, come gestore di servizio di calore, come amministrazione pubblica, come property o asset manager, sappiamo che le valutazioni legate al beneficio economico dell’intervento o al miglioramento del comfort sono certe. Sempre attuale quindi l’espressione “isolare conviene!”.